Bakterien lassen Steinwüsten grünen und blühen

Bakterien lassen Steinwüsten grünen und blühen

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Teaserbild-Quelle: Beat Frey, WSL

Wo Gletscher verschwinden, bleiben Steinwüsten übrig. Bereits nach wenigen Jahren erobern Pflanzen und Tiere die scheinbar lebensfeindlichen Gebiet wieder. Wie solch unwirtlicher  Grund wieder zu blühen und leben beginnt, hat ein Wissenschaftlerteam beim Urner Dammagletscher untersucht.

Dazu haben hat das Forscherteam um Beat Frey, Bodenökologe an der Eidgenössischen Forschungsanstalt für Wald, Schnee und Landschaft (WSL),  seit 2007 das Vorfeld des Dammagletschers in den Urner Alpen beobachtet. Sie sammelten dort insgesamt 144 Bodenproben und bestimmten alle darin vorkommenden Arten auf der Basis von DNA-Sequenzen – mit einem erstaunlichen Resultat. „Schon nach wenigen eisfreien Jahren besiedelt eine enorme Vielfalt an Mikroorganismen das Gletschervorfeld“, sagt Frey. In den Bodenproben fanden sie zwischen 1000 und 1300 Arten. „Dabei kann man  noch kaum von Boden reden. Es ist lediglich eine Mischung aus vom Gletscher feingemahlenem Sand und Geröll.“ Das heisst, der für das Pflanzenwachstum nötige Kohlen- und Stickstoff fehlt fast vollständig. Pflanzen können in solchem Boden keine Wurzeln schlagen und auch nicht längerfristig überleben.

Die gefundenen Mikroorganismen können jedoch im Gegensatz dazu der kargen Umgebung trotzen, denn sie kommen mit extremen  Bedingungen des Gletschervorfelds gut zurecht: Sie widerstehen den starken Temperaturschwankungen von bis zu 40 Grad Celsius und sie sind resistent gegen die hohe UV-Strahlung.  Und so überziehen sie nach und nach die Steinwüste mit einem grünem Flaum oder vielmehr Rasen und reichern den Boden mit Nährstoffen an. 

Algen in den Alpen

„Ein Typ von Arten, den wir auf dem frisch freigelegten Gletschervorfeld fanden, sind sogenannte Cyanobakterien sowie Grünalgen“, erklärt Thomas Rime, der in Freys Team mitarbeitete. Diese brauchen keinen fruchtbaren Boden, sie setzen sich direkt auf kahle Steine oder Sand und holen sich lebensnotwendigen Kohlen- und Stickstoff aus der Luft  und aus dem geschmolzenen Gletschereis. Daraus produzieren sie mittels Photosynthese organisches Material, das sie in ihrem Körper einbauen. Sterben die Organismen, wandeln sich ihre Überreste in organische Bodenbestandteile um. Und nach und nach beginnt eine feine Humusschicht das Gletschervorfeld zu überziehen.

Sobald eine erste dünne Schicht Boden vorhanden ist, siedeln sich weitere sogenannte heterotrophe Mikroorganismen an. Wie Rime erklärt, nutzen diese  Arten den im Boden gespeicherten Kohlen- und Stickstoff als Nahrungs- und Energiequelle. Weitere wichtige Nährstoffe besorgen sie sich, indem sie gewissermassen die Steine anknabbern. Sie heften sich an die Felsen, scheiden kleine Mengen an Säuren aus und lösen damit das Gestein langsam auf. Die so frei werdenden Mineralstoffe wie Eisen, Phosphor oder Zink werden verspeist. Danach trägt das, was von der Mahlzeit übrig bleibt zur Fruchtbarkeit des Bodens bei.

Der Wiederbesiedlung durch Pflanzen steht nun nichts mehr im Weg. Blickt man vom Gletschervorfeld ins Tal hinunter, so lässt sich erkennen, wie zuerst Moose und Flechten, dann Kräuter und Sträucher und schliesslich nach über 100 Jahren auch ausgewachsene Bäume wieder im ehemals vereisten Tal gedeihen. (mai/mgt)